意大利博洛尼亚大学附属医院IRCCS医学肿瘤科（1）及博洛尼亚大学医学与外科科学系（2）的Giovanni Brandi教授和Simona Tavolari博士，探讨了肝脏外科中的缺血-再灌注损伤（IRI），以及通过氢疗法预防该损伤的潜力。 

肝脏外科的重要性与IRI的挑战 

肝脏外科是终末期肝病、急性肝衰竭或某些肝脏恶性肿瘤患者的救命手段。在大多数肝脏外科治疗（如肝切除术和肝移植）中，缺血-再灌注损伤（IRI）是导致患者术后并发症的主要原因，与术后高发病率和死亡率相关。 

IRI发生于手术中肝脏血供暂时中断，随后通过再灌注恢复血流并伴随组织再氧合的过程。血流中断后再灌注可引发一系列破坏性事件，显著影响肝脏功能和存活力。此外，肝脏IRI可导致再灌注后综合征，与血流动力学、神经和肾脏并发症相关。 

对抗IRI的关键机制 

因此，理解、预防和减轻IRI对于提高肝切除或肝移植患者的手术成功率和长期生存率至关重要。尽管肝脏IRI的发生机制是多因素的，但过量活性氧（ROS）生成和线粒体功能障碍被认为是肝细胞死亡的主要原因之一。 

这种ROS增加主要源于缺血期肝细胞和内皮细胞中线粒体呼吸链的破坏；再灌注后，库普弗细胞和中性粒细胞在肝脏中积聚，进一步增加ROS水平，加剧缺血引起的肝损伤。 

线粒体ROS在IRI中的核心作用 

鉴于线粒体ROS生成增加在驱动IRI中的关键作用，使用抗氧化分子靶向线粒体被认为是保护肝脏免受IRI损伤的最有效治疗策略之一。羟基自由基是ROS中反应性最强的，可通过促进膜脂质过氧化、DNA氧化和蛋白质变性导致严重细胞损伤。由于哺乳动物缺乏内源性羟基自由基解毒系统，使用清除这些自由基的分子有望对肝脏IRI产生有益作用，从而改善患者预后。 

氢在人体内的代谢与特性 

分子氢（H₂）在人体中由胃肠道内不同菌株的含氢化酶厌氧菌（主要是厚壁菌门和拟杆菌门）产生，随后作为腹腔气体的天然成分排出，或通过呼气排出，或被结肠菌群进一步代谢。 

在体内，H₂被证实是一种完全惰性的气体，即使暴露数小时也无毒性作用。与其他器官相比，肝脏的H₂浓度最高，因其在肝组织糖原中积累。由于H₂具有高脂溶性，可快速穿透生物膜，包括线粒体等亚细胞器，能够选择性地与羟基自由基反应生成水。 

氢疗法用于肝脏外科的证据 

多项实验研究已提供有力证据表明，在抗氧化剂中，氢（H₂）可通过抑制炎症细胞因子分泌和减轻氧化应激，缓解肝切除或肝移植后的IRI。 

- 在大鼠模型中，乳果糖给药后细菌产生的H₂增加，可促进肝切除术后肝脏再生；值得注意的是，这种肝脏再生与炎症反应和氧化应激降低相关，表现为IL-6、TNF-α和丙二醛水平降低，超氧化物歧化酶活性增加。 

- 类似地，其他研究报道外源性H₂给药可保护肝脏免受急性或慢性损伤，尤其是IRI。 

- 在同基因原位肝移植大鼠模型中，术前吸入H₂可显著抑制肝脏IRI；此外，与对照组相比，移植前将肝脏储存在富氢水中可降低氧化损伤和肝细胞凋亡数量。 

- 在接受大肝切除术的猪模型中，与对照组相比，H₂吸入可显著降低氧化应激和炎症生物标志物（IL-1、IL-6、TNF-α和皮质醇）水平，根据铃木评分，肝实质的IRI得到缓解。 

总体而言，大量实验证据表明H₂可减轻大肝切除和肝移植后的IRI。与其他抗氧化分子相比，H₂具有易于获得、成本低廉且在人体有效剂量下无毒的优势。此外，由于H₂能选择性地与羟基自由基反应生成水，并同时通过肺部呼气排出，因此过量引起副作用的可能性极低。这些特性使H₂有别于其他常见抗氧化剂（如维生素C和E），后者在人体中的有效剂量往往超过最大耐受剂量。 

未来展望与挑战 

毫无疑问，目前关于H₂用于预防/减轻肝脏IRI的治疗潜力的研究仍有限，尚无法就此得出明确结论。然而，初步结果令人鼓舞，值得在这类患者中进一步研究，为其在常导致致命并发症的高风险肝脏手术中的临床应用铺平道路。